resarПриродные ресурсы Арктики и СубарктикиArctic and Subarctic Natural Resources2618-97122686-9683Академия наук Республики Саха (Якутия)10.31242/2618-9712-2023-28-4-533-539resar-293Research ArticleНауки о Земле. Геология и полезные ископаемыеEarth sciences. Geology and mineral resourcesОсновные особенности взаимодействия подземных вод и мерзлых горных породMain characteristics of the groundwater and permafrost interactionhttps://orcid.org/0000-0003-3434-6969ШепелёвВ. В.ShepelevV. V.

ШЕПЕЛЁВ Виктор Васильевич, доктор геолого-минералогических наук, академик Академии наук РС(Я), главный научный сотрудник

ResearcherID: P-8179-2018

Scopus Author ID: 7003566339

РИНЦ AuthorID: 58611

г. Якутск

SHEPELEV, Viktor Vasilyevich, Dr. Sci. (Geol. and Mineral.), Academician of the Academy of Sciences of the Republic of Sakha (Yakutia), Chief Researcher

ResearcherID: P-8179-2018

Scopus Author ID: 7003566339

RISC AuthorID: 58611

Yakutsk

sheply@mpi.ysn.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4124-6579ЖелезнякМ. Н.ZhelezniakM. N.

ЖЕЛЕЗНЯК Михаил Николаевич, член-корреспондент РАН, академик Академии наук РС(Я), доктор геолого-минералогических наук, директор

ResearcherID: J-2544-2018

Scopus Author ID: 22959266400

РИНЦ AuthorID: 70158

г. Якутск

ZHELEZNYAK, Mikhail Nikolayevich, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Academician of the Academy of Sciences of the Republic of Sakha (Yakutia), Dr. Sci. (Geol. and Mineral.)

Scopus Author ID: 22959266400

RISC AuthorID: 70158

Yakutsk

fe@mpi.ysn.ruИнститут мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАНРоссияMelnikov Permafrost Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202303012024284533539Copyright © Шепелёв В.В., Железняк М.Н., 20242024Шепелёв В.В., Железняк М.Н.Shepelev V.V., Zhelezniak M.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://resar.elpub.ru/jour/article/view/293

На основе обобщения и анализа имеющихся сведений и результатов собственных исследований авторов рассмотрены особенности взаимодействия подземных вод и мерзлых горных пород. Подчеркивается, что главнейшая роль в существовании этой связи принадлежит фазовым переходам подземных вод в твердое состояние и обратно, т. е. процессам промерзания водоносных и протаивания льдистых горных пород. Выделены и охарактеризованы основные особенности взаимодействия гравитационных подземных вод и мерзлых горных пород в условиях криолитозоны.

An analysis of the groundwater and permafrost interaction is presented in this study. The analysis is based on an extensive review of scientific literature and our own investigations. The article specifically examines the significant impact of phase changes between liquid and solid states in groundwater, including the freezing of aquifers and the thawing of ice-rich permafrost. The discussion highlights the essential characteristics of groundwater interactions with frozen ground in permafrost regions.

подземные водымерзлые горные породыфазовые переходы водыпромерзание водоносных горных породпротаивание льдистых горных породкриолитозонаgroundwaterpermafrostwater phase changesaquifer freezingice-rich permafrost thawingcryolithozoneРабота выполнена за счет конкурсного бюджетного финансирования по проекту СО РАН «Подземные воды криолитозоны: закономерности формирования и режима, особенности взаимодействия с поверхностными водами и мерзлыми породами, перспективы использования» (№ АААА-Ф20-120111690088).This study was counducted within the budget funding under the SB RAS project “Groundwaters of the permafrost zone: patterns of formation and regime, features of interaction with surface waters and frozen rocks, prospects for their use (number AAAA-Ф20-120111690088).ReferencesПиннекер Е.В., Писарский Б.И., Шварцев С.Л. и др. Основы гидрогеологии. Общая гидрогеология . Новосибирск: Наука; 1980. 231 с.Pinneker E.V., Pisarskiy B.I., Shvartsev S.L., et al. Fundamentals of hydrogeology. General hydrogeology. Novosibirsk: Nauka; 1980. 231 p. (In Russ.)Вернадский В.И. Избранные сочинения . Т. 4, кн. 2. М.: Изд-во АН СССР; 1960. 651 с.Vernadskiy V.I. Selected Works. Vol. IV, Book 2. Moscow: USSR Academy of Sciences Press; 1960. 651 p. (In Russ.)Саваренский Ф.П. О принципах гидрогеологического районирования. Советская геология ; 1947; (19):19–23.Savarenskiy F.P. On principles of hydrogeological regionalization. Sovetskaya geologiya [Soviet Geology]. 1947;(19):19–23. (In Russ.)Овчинников А.М. Общая гидрогеология. М.: Госгеолиздат; 1955. 383 с.Ovchinnikov A.M. General hydrogeology. Moscow: Gosgeolizdat; 1955. 383 p. (In Russ.)Пиннекер Е. В. Некоторые замечания о терминологии. В кн.: II Международная конференция по мерзлотоведению: доклады и сообщения. Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО АН СССР; 1973. Вып. 8:270–271.Pinneker Ye.V. Some notes on terminology. In: The 2nd International Permafrost Conference: Papers and Reports. Yakutsk: Permafrost Institute SB AS USSR, vol. 8; 1975, pp. 270–271. (In Russ.)Шепелёв В.В. К понятию о криолитосфере Земли . Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО РАН; 1997. 80 с.Shepelev V.V. On the concept of Earth’s cryosphere. Yakutsk: Permafrost Institute SB RAS; 1997. 80 p. (In Russ.)Шепелёв В.В. Фазовые переходы воды – основа природных водообменных циклов. В кн.: Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов на рубеже третьего тысячелетия, г. Томск, 03–07 сентября 2000 г. Томск: Изд-во НТЛ; 2000:495–498.Shepelev V.V. Phase changes of water – a basis for natural water cycles. In: Fundamental problems of water and water resources at the turn of the 3rd millennium. Tomsk: NTL; 2000:495–498. (In Russ.)Алексеев В.Р. Вода и лед в криосфере Земли. В кн.: Корытный Л.М. (ред.) Фундаментальные проблемы изучения и использования воды и водных ресурсов: Материалы научной конференции, г. Иркутск, 20-24 сентября 2005 г. Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН; 2005. С. 4–7.Alekseev V.R. Water and ice in the Earth’s cryosphere.In: Korytniy L.M. (ed.) Fundamental problems of the study and use of water and water resources: Proceedings of the scientific conference, Irkutsk, September 20-24, 2005. Irkutsk: Institute of Geography SB RAS; 2005, pp. 4–7. (In Russ.)Алексеева Л.П., Алексеев С.В. Взаимодействие подземных вод и многолетнемерзлых пород в условиях техногенеза. В кн.: Материалы XVI Всероссийского совещания по подземным водам Востока России. Новосибирск;2000:77–79.Alekseeva L.P., Alekseev S.V. Interaction of groundwater and permafrost under tehnogenesis. In: Proceedings of the 16th Russian meeting on groundwater in Eastern Russia. Novosibirsk; 2000:77–79. (In Russ.)Шварцев С.Л. Новые горизонты гидрогеологии. В кн.: Подземные воды Востока России: Материалы Всероссийского совещания по подземным водам Востока России, г. Тюмень, 22–25 июня, 2009. Тюмень: Тюменский дом печати; 2009:3–7.Shvartsev S.L. New horizons in hydrogeology. In: Groundwaters in Eastern Russia: Proceedings of the Russian meeting on groundwaters in Eastern Russia, Tyumen, June 22–25, 2009. Tyumen: Tyumen Publishing House:3–7. (In Russ.)Фотиев С.М. Проблема взаимодействия подземных вод и мерзлых толщ в различных типах гидрогеологических структур на территории СССР. В кн.: Материалы VIII Всесоюзного междуведомственного совещания по геокриологии (мерзлотоведению). Якутск: Якуткнигоиздат; 1966:38–47.Fotiev S.M. Problem of groundwater-permafrost interaction in different types of hydrogeological structures in the USSR. In: Proceedings of the 8th All-Union Inter-departmental Meeting on Geocryology (Permafrost Science). Yakutsk; 1966:38–47. (In Russ.)Романовский Н.Н., Чижов А.Б. Вопросы взаимосвязи и взаимодействия подземных вод и мерзлых горных пород. Вестник Московского университета. Серия 4, Геология. 1967;(4):22–36.Romanovskiy N.N., Chizhov A.B. Issues of groundwater–permafrost relationship and interaction. Moscow University Bulletin. Series 4. Geology. 1967;(4):22–36. (In Russ.)Brown R. J. E. Permafrost in Canada. Toronto: University Toronto Press; 1970. 234 р.Brown R. J. E. Permafrost in Canada. Toronto: University Toronto Press; 1970. 234 р.Carey K.L. Icings developed from surface water and ground water. (U.S. Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory Cold regions science and engineering monograph); Hanover, New Hampshire; 1973. 67 р.Carey K.L. Icings developed from surface water and ground water. (U.S. Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory Cold regions science and engineering monograph); Hanover, New Hampshire; 1973. 67 р.Пиннекер Е.В., Писарский Б.И. Особенности взаимодействия подземных вод и многолетнемерзлых пород. В кн.: Дзюба А.А. (ред.) Региональная гидрогеология и инженерная геология Восточной Сибири . Новосибирск: Наука; 1978:21–27.Pinneker Ye.V., Pisarskiy B.I. Characteristics of the groundwater interaction with permafrost. In: Dzuba A.A. (ed.) Regional hydrogeology and engineering geology of Eastern Siberia. Novosibirsk: Nauka; 1978: 21–27. (In Russ.)Суходольский С.Е. Парагенезис подземных вод и многолетнемерзлых пород. М.: Наука; 1982. 152 с.Sukhodolskiy S.Ye. Paragenesis of groundwater and permafrost. Moscow: Nauka; 1982. 152 p. (In Russ.)Толстихин Н.И., Максимов В.М. Якутский артезианский бассейн. Записки Ленинградского горного института. 1955;31(2):136–149.olstikhin N.I., Maksimov V.M. Yakutsk artesian basin. Zapiski Gornogo Instituta=Journal of Mining Institute. 1955;31(2):136–149. (In Russ.)Балобаев В.Т., Иванова Л.Д., Никитина Н.М. и др. Гидродинамические процессы формирования подмерзлотных вод. В кн.: Подземные воды Центральной Якутии и перспективы их использования . Анисимова Н.П. (ред.). Новосибирск: Изд-во СО РАН; 2003: 51–67.Balobaev V.T. Hydrodynamic processes of groundwater formation. Groundwaters in Central Yakutia and prospects for their use. Anisimova N.P. (ed.). Novosibirsk: SB RAS; 2003:51–67. (In Russ.)Кононова Р.С. Криогенная метаморфизация подземных вод Восточно-Сибирской артезианской области. Советская геология. 1974;(3):106–115.Kononova R.S. Cryogenic metamorphization of groundwater in the East-Siberian artesian region. Sovetskaya geologiya [Soviet Geology] . 1974;(3):106–115. (In Russ.)Анисимова Н.П. Криогидрогеохимические особенности мерзлой зоны. Новосибирск: Наука; 1981. 153 с.Anisimova N.P. Cryohydrogeochemical features of the frozen zone . Novosibirsk: Nauka; 1981. 153 p. (In Russ.)Алексеев С.В. Криогенез подземных вод и горных пород (на примере Далдыно-Алакитского района Западной Якутии). Новосибирск: Изд-во СО РАН; 2000. 117 с.Alekseev S.V. The cryogenesis of groundwaters and rocks (an example of the Daldyn-Alakit region of Western Yakutia). Novosibirsk: SB RAS Publishing House; 2000. 117 p. (In Russ.)Фотиев С.М. Криогенный метаморфизм пород и подземных вод (условия и результаты) . Новосибирск: Гео; 2009. 277 с.Fotiev S.M. Cryogenic metamorphism of rocks and ground waters (conditions and results). Novosibirsk: Academic Publishing House «Geo»; 2009. 279 p. (In Russ.)Анисимова Н.П., Павлова Н.А. Гидрогеохимические исследования криолитозоны Центральной Якутии. Новосибирск: Гео; 2014. 189 с.Anisimova N.P., Pavlova N.A. Hydrogeochemical Investigations of permafrost in Central Yakutia . Novosibirsk: Geo; 2014. 189 p. (In Russ.)Баранов И.Я. Криометаморфизм горных пород и его значение для палеогеографии четвертичного периода. В кн.: Качурин С.П. (ред.) Вопросы криологии при изучении четвертичных отложений . М.: Изд-во АН СССР; 1962:6–36.Baranov I.Ya. Rock cryometamorphism and its implications for Quaternary paleogeography. In: Kachurin S.P. (ed.) Issues of cryology in Quaternary sediment research . Moscow: USSR Academy of Sciences; 1962:6– 36. (In Russ.)Шумилов Ю.В. Континентальный литогенез и россыпеобразование в криолитозоне. Новосибирск: Наука; 1986. 171 с.Shumilov Yu.V. Continental lithogenesis and placer formation in permafrost regions . Novosibirsk: Nauka; 1986. 171 p. (In Russ.)Гольдтман В.Г., Чистопольский С.Д. Особенности процесса массо- и теплопереноса при фильтрации жидкости в пористой среде. В кн.: Материалы VIII Всесоюзного междуведомственного совещания по геокриологии (мерзлотоведению) . Якутск; 1966, Вып. 4:144–150.Goldtman V.G., Chistopolskiy S.D. Characteristic features of mass and heat transfer upon fluid flow in porous medium. In: Proceedings of the 8th All-Union Interdepartmental Meeting on Geocryology (Permafrost Science). Yakutsk; 1966, vol. 4:144–150. (In Russ.)Фельдман Г.М. Передвижение влаги в талых и промерзающих грунтах . Новосибирск: Наука; 1988. 256 с.Feldman G.M. Moisture migration in thawed and freezing soils. Novosibirsk: Nauka; 1988. 256 p. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.